來自美國加州理工學(xué)院的一支科研團(tuán)隊(duì)提出了一項(xiàng)新技術(shù)，盡管這項(xiàng)技術(shù)尚處于前期階段，但初步體外研究表明以特定頻率脈沖產(chǎn)生的聲波可以有效破壞癌細(xì)胞。

該新技術(shù)可以提供一種有針對性的抗癌方法：低強(qiáng)度超聲波已被證明可以選擇性地殺死癌細(xì)胞，同時(shí)不傷害正常細(xì)胞。超聲波，以前曾被用作治療癌癥，但是以一種粗糙的方式：高強(qiáng)度的超聲波可以加熱組織，殺死靶區(qū)的癌細(xì)胞和正常細(xì)胞。現(xiàn)在，科學(xué)家和工程師們正在探索使用低強(qiáng)度超聲波，努力創(chuàng)造一種更具選擇性的治療方法。

一項(xiàng)描述這種新方法有效性的研究發(fā)表在1月7日的《應(yīng)用物理快報(bào)》上。這項(xiàng)工作的研究人員警告說，這項(xiàng)研究還處于初級階段，他們還沒有在活體動(dòng)物身上進(jìn)行過試驗(yàn)，更不用說人類了，但到目前為止的結(jié)果是有希望的。

這項(xiàng)研究始于五年前，當(dāng)時(shí)加州理工學(xué)院的邁克爾·奧爾蒂斯、弗蘭克和奧拉·李·馬布爾在思考癌細(xì)胞和健康細(xì)胞之間的物理差異，比如細(xì)胞壁厚度和細(xì)胞器的大小，是否會影響它們受到聲波轟擊時(shí)的振動(dòng)方式，以及振動(dòng)如何使癌細(xì)胞死亡。

因此，奧爾蒂斯建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，來觀察細(xì)胞對不同頻率和聲波脈沖的反應(yīng)。2016年，奧爾蒂斯在《固體力學(xué)與物理學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇論文，表明癌細(xì)胞和健康細(xì)胞的共振增長率之間存在差距。這一差距意味著，理論上，一個(gè)精心調(diào)節(jié)的聲波可以使癌細(xì)胞的細(xì)胞膜振動(dòng)到破裂的程度，同時(shí)使健康細(xì)胞毫發(fā)無傷。

奧爾蒂斯隨后邀請航空學(xué)和生物啟發(fā)工程學(xué)教授莫里·加里布參加他的研究小組的一次會議。 加里布是一位多產(chǎn)的發(fā)明家，他引領(lǐng)了從實(shí)驗(yàn)室到市場的大量研究發(fā)展。由于對這個(gè)項(xiàng)目很感興趣，加里布把這個(gè)想法告訴了他的一個(gè)學(xué)生，大衛(wèi)·米特爾斯坦。米特爾斯坦召集了一個(gè)團(tuán)隊(duì)來解決這個(gè)問題，他們招募了加州理工學(xué)院的化學(xué)工程教授、超聲波專家米哈伊爾·夏皮羅。夏皮羅設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)，可以通過超聲波顯示體內(nèi)的基因表達(dá)，并設(shè)計(jì)了能夠反射聲波的細(xì)菌，這樣就可以通過超聲波跟蹤它們在體內(nèi)的活動(dòng)。與此同時(shí)，加州理工學(xué)院的愛德華多·雷佩托向杜阿爾特癌癥研究中心霍普城免疫腫瘤學(xué)系主任彼得·李介紹了奧爾蒂斯。作為一名內(nèi)科醫(yī)生，李熱衷于為病人提供新的治療方法。李表示：“當(dāng)我聽說這一方法的時(shí)候，我覺得很有趣。如果這種方法起作用，可能是一種革命性的治療癌癥的方法。”

在Shapiro實(shí)驗(yàn)室，米特爾斯坦開始對一種常見的肝癌細(xì)胞進(jìn)行不同頻率和脈沖的超聲波治療，并測量結(jié)果。在別人的資助下，米特爾斯坦在霍普城建造了一個(gè)試驗(yàn)儀器，以模仿加州理工學(xué)院的設(shè)備，使在那里的同事能夠測試樣品，而不必在杜阿爾特和帕薩迪納之間來回運(yùn)輸。隨著時(shí)間的推移，李和他的團(tuán)隊(duì)擴(kuò)大了正在測試的癌細(xì)胞的范圍，從人類和老鼠身上提取樣本，包括結(jié)腸癌和乳腺癌。他們還測試了各種健康的人類細(xì)胞，以檢驗(yàn)治療將如何影響這些細(xì)胞。李表示，希望超聲波能夠以一種特殊的方式殺死癌細(xì)胞，同時(shí)激活免疫系統(tǒng)，使其攻擊治療后殘留的癌細(xì)胞。李解釋道：“癌細(xì)胞是非常多樣的，所以幾乎不可能找到一種超聲波設(shè)置可以殺死每一個(gè)癌細(xì)胞。如果超聲波能夠以免疫系統(tǒng)認(rèn)為是損傷的方式導(dǎo)致細(xì)胞死亡，而不是細(xì)胞凋亡，這可能會導(dǎo)致腫瘤部位充滿白細(xì)胞，從而攻擊剩余的癌細(xì)胞。”

到目前為止，所有的測試都是在培養(yǎng)皿中進(jìn)行的，但是加州理工學(xué)院的霍普城團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將測試范圍擴(kuò)大到實(shí)體腫瘤，并最終擴(kuò)大到活體動(dòng)物。米特爾斯坦希望在完成論文答辯后繼續(xù)參與這個(gè)項(xiàng)目，但最重要的是，他渴望看到這項(xiàng)研究繼續(xù)下去，并有朝一日能有效地治療癌癥。他表示：“這是一個(gè)令人興奮的概念驗(yàn)證，這種新型的治療方法不需要癌細(xì)胞具有獨(dú)特的分子標(biāo)記，也不需要與健康細(xì)胞分開定位。相反，我們只需要根據(jù)癌細(xì)胞獨(dú)特的物理特性來定位它們。